Графеновая пена “вынюхивает” взрывчатые вещества

К сожалению, по причине их слишком маленького размера, монтаж одной наноструктуры для такого устройства будет крайне неудобным и дорогостоящим процессом. Она  будет довольно хрупкой, а также не всегда просто удалять из наноструктуры целевой газ, поглощенный ею, чтобы она могла использоваться повторно. Однако в последнее время, ученые из Политехнического института Ренсселира в Нью-Йорке обнаружили решение этих проблем. Они создали кусок пенопласта из одного непрерывного куска графена, размером с почтовую марку, которым легко манипулировать, он гибкий, прочный, его просто очищать после каждого использования ... и он в десять раз более чувствителен, чем традиционные полимерные датчики.

Чтобы создать материал, ученые Академии наук Китая, которые помогали в создании, вырастили графен на матрице никелевой пены, после чего металл удалили. В итоге остался хорошо структурированный пеноподобный графен.

Пена была испытана на аммиаке и диоксиде азота, газах, которые часто используются при создании взрывчатые вещества. Частицы газа застряли в пене, изменив электрическое сопротивление проводящего графена. Измеряя эти изменения в сопротивлении, исследователи смогли определить присутствие газов .

В частности, за пять-десять минут пена, при регистрируемом 30 процентном изменении сопротивления, «чует» аммиак в количествах до 1000 миллионных долей - это при комнатной температуре и атмосферном давлении. С другой стороны, для того, чтобы достичь того же изменение сопротивления за то же время, полимерные датчики потребует концентрации по крайней мере 10 000 миллионных долей аммиака. Это значит, что пена в десять раз более чувствительна.

Чувствительности графеновой пены хватает на распознавание 20 миллионных долей аммиака в воздухе. Она также не требует высоких температур для работы, в отличие от некоторых коммерческих датчиков.

Хотя точные цифры не были такими же, как у аммиака, графеновая пена показала, что в десять раз более эффективна, чем полимерные датчики при обнаружении диоксида азота. Модификация пены позволит определять не только аммиак и диоксид азота, но и другие вещества, утверждают ученые.

Как только материал был использован для обнаружения газа, это можно быстро "очистить", применив электрический ток, силой около 100 мА. Благодаря этому происходит десорбция частиц газа, которые освобождаются от пены и опадают, оставляя ее готовой для повторного использования.